CN211295982U - 机器人用更换特高压和超高压线路耐张单片绝缘子卡具 - Google Patents

Abstract

本专利公布了一种机器人用更换特高压和超高压线路耐张单片绝缘子卡具，包括主体(1)和上盖(2)，在上盖(2)和主体(1)之间设置有撞块锁紧机构，当绝缘子钢帽触碰到主体(1)的半圆柱型腔内的撞块(3)后上盖(2)自动闭合；在上盖(2)和主体(1)螺纹连接处设置有电机锁紧机构(15)，电机锁紧机构(15)的电机(151)与机器人控制器电连接，当上盖(2)闭合后，电机(151)旋动连接上盖(2)和主体(1)的螺杆，使上盖(2)压紧在主体(1)上；前卡(3)和后卡(1)的一侧端部与机器人手臂(7)固定连接；其优点是：适合于机器人在高空实现对低值单片绝缘子进行自动更换，结构简单，易于实现自动化操作。

Description

机器人用更换特高压和超高压线路耐张单片绝缘子卡具

技术领域

本专利涉及一种更换绝缘子卡具，特别是一种机器人用更换特高压和超高压线路耐张单片绝缘子卡具。

背景技术

耐张绝缘子是特高压架空输电线路的重要组成部分。绝缘子的作用一方面是使导线和杆塔在电气上绝缘，另一方面是使导线和杆塔在机械上连接。但绝缘子在长期的运行中，受到强风、雷雨、冰雹、覆冰等各种恶劣天气的影响，容易受到损坏，劣化成为零值或低值绝缘子，进一步影响电力传输网络的正常运行，严重的会造成大面积停电事故的发生。为此必须定期对零值或者低值绝缘子进行更换。

绝缘子更换作业方法复杂，作业工具体积大，重量大，且架空地线支架结构简单，工具可选择的承力点少。更换绝缘子时，施工人员需要在几十米的高空进行作业，施工的位置四周缺少可以抓握的支撑物体，作业环境非常危险。而且特高压输电线路的耐张绝缘子现在大多使用420kN、530kN、550kN吨位的绝缘子，单个绝缘子的重量达到17kg到22kg。施工人员仅仅是提起绝缘子就已经非常费力，不借助其它工具几乎无法对不良绝缘子进行更换，而施工所使用的工具也是非常的笨重。所以传统的人工作业方法即使采用停电工作也非常困难，人工作业方法不但劳动强度大，而且施工人员的工作环境还非常地危险。

为了提高线路设备的可靠性，减少停电时间，有必要研制一种轻便、操作简单、安全可靠的特种机器人代替等电位电工，完成对低零值绝缘子带电更换工作，解决带电更换耐张单片绝缘子的难题，而作为机器人使用的更换绝缘子专用卡具需要专门研制。

发明内容

本专利的目的就是设计一种机器人用更换特高压和超高压线路耐张单片绝缘子卡具，便于机器人在高空实现对绝缘子进行自动更换。

本专利的技术方案是：机器人用更换特高压和超高压线路耐张单片绝缘子卡具，其特征是：包括主体和上盖，上盖的一端铰接在主体上，另一端与主体通过螺杆连接；在上盖和主体之间形成一个圆柱型腔，在圆柱型腔内设置一个与绝缘子钢帽相匹配的环形卡槽；在上盖和主体之间设置有撞块锁紧机构，当绝缘子的钢帽触碰主体的半圆柱型腔内的撞块后上盖自动闭合；在上盖和主体螺纹连接处设置有电机锁紧机构，电机锁紧机构的电机与机器人控制器电连接，当上盖闭合后，电机旋动连接上盖和主体的螺杆，使绝缘子钢帽压持在上盖和主体形成的圆柱型腔内；

所述撞块锁紧机构设置在主体与上盖铰接处，包括依次置于撞块座内的撞块、撞块压簧、连杆和挂钩组成的撞块机构以及顶杆、顶杆压簧组成的顶杆机构，顶杆通过顶杆压簧压持在主体上端面形成顶杆机构，上盖打开时上盖的端部弹性压持在顶杆的上端；撞块座固定在主体内的撞块座凹槽内，连杆的前端与撞块的后端固定连接，连杆的后端与挂钩的根部固定连接，撞块通过撞块压簧压持在撞块座内，撞块的前端在撞块压簧的作用下凸出于主体的圆柱型腔内表面；在上盖的端部设置有勾头，当上盖打开时上盖的勾头勾在挂钩上，当绝缘子钢帽在撞块前端触碰撞块时，撞块压簧退回撞块座并带动挂钩后移，挂钩与勾头脱勾，上盖在顶杆上的弹簧力作用下向内翻转而闭合；上盖处于打开状态时相对主体固定，此时撞块锁紧机构的撞块突出于圆柱型腔内表面；

所述电机锁紧机构包括固定设置在主体上的电机、花键套筒、螺旋压簧和螺杆，电机的输出轴与花键套筒的底端刚性连接，在花键套筒的筒底设置有螺旋压簧，在花键套筒的开口端圆柱内壁上设置有圆柱内花键，在螺杆的后端设置有与花键套筒内花键相配的外花键，螺杆的后端置于花键套筒内并通过压盖压持在螺旋压簧上，螺杆可随电机转动并可在轴向伸缩；在上盖的端部设置有螺纹孔，在主体上相应的位置设置螺杆过孔；上盖在主体上闭合后，电机锁紧机构的电机启动带动螺杆旋转，把上盖锁紧在主体上；

在所述电机与机器人控制器连接电路中串联有限流开关。

本专利的优点是：适合于机器人在高空实现对低值单片绝缘子进行自动更换，结构简单，易于实现自动化操作。

附图说明

图1为卡具闭合状态主视图；

图2为卡具闭合状态俯视图；

图3为卡具打开状态结构示意图；

图4为电机锁紧机构放大示意图；

图5为图4中A-A剖视图；

图6为卡具主体主视图；

图7为图6中C-C剖视图；

图8为图6中D-D剖视图；

图9为图6中E-E剖视图；

图10为卡具主体俯视图；

图11为卡具上盖主视图；

图12为卡具上盖俯视图；

图13为图11中F-F剖视图；

图14为图11中H-H剖视图(前卡卡槽)；

图15为图11中H-H剖视图(后卡卡槽)；

图中：1-主体；2-上盖；3-撞块；4-销轴；5-顶杆；6-顶杆压簧；7-螺栓堵头；8-挂钩；9-连杆；10-撞块压簧；11-撞块座；12-顶丝孔；13-撞块座凹槽；14-卡槽；15-电机锁紧机构；151-电机；152-花键套筒；153-螺旋压簧； 154-压盖；155-螺杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1到图3所示，更换绝缘子的卡具根据使用时的卡持在绝缘子钢帽上的位置不同，通常分为前卡和后卡，一般把靠近横担端的卡具称作前卡，把靠近导线端的卡具称作后卡，本专利中所述的机器人用卡具的前卡和后卡均包括主体1和上盖2，上盖2的一端通过销轴4铰接在主体1上，上盖2另一端设置有螺纹孔，上盖2与主体1通过螺杆连接，在上盖2的下端面和主体1的上端面上分别设置有半圆型的凹槽，在凹槽上设置有圆弧卡槽，在上盖2在主体1 上闭合后形成一个完整的圆柱型腔，在圆柱型腔内设置一个与绝缘子的钢帽上凸缘相匹配的环形卡槽；如图11到图15所示，前卡和后卡不同之处在于：前卡的圆柱型腔内的卡槽14的形状与绝缘子的钢帽上的环形凸台靠近瓷瓶的一侧相贴合，卡持在钢帽环形凸台与瓷瓶之间；后卡的圆柱型腔内的卡槽14的形状与绝缘子的钢帽上的环形凸台靠近横担侧(远离瓷瓶)的一侧相贴合，卡持在钢帽环形凸台远离瓷瓶的一侧。

本专利中，在上盖2和主体1铰接处设置有撞块锁紧机构，所述撞块锁紧机构包括依次置于撞块座11内的撞块3、撞块压簧10、连杆9和挂钩8组成的撞块机构以及顶杆5、顶杆压簧6组成的顶杆机构，如图1、图3所示，顶杆5 通过顶杆压簧6压持在主体1上端面形成顶杆机构，上盖2的端部可以绕销轴4 旋转，当打开时上盖2时其端部弹性压持在顶杆5的上端，顶杆5压持顶杆压簧6，顶杆5退回到主体1的上端面下，此时顶杆压簧6处于压缩状态，当上盖 2绕销轴4旋转，上盖2闭合后，上盖2的端部脱离顶杆5，顶杆5在顶杆压簧 6的作用下伸出主体1的上端面；为了加工工艺简单，实际生产中，在主体1上设置有上下贯通的台阶孔，下台阶孔端直径大于上端，顶杆5置于主体1上的台阶孔内，顶杆5的下端直径较大，顶杆5的上端从台阶孔的上端伸出，顶杆压簧6置于台阶孔的下端并压持在顶杆的下端，在台阶孔的下端设置有螺纹，通过带螺纹的螺栓堵头7压持在顶杆压簧6上。

如图6到图10所示，撞块座11固定在主体1内的撞块座凹槽13内，在撞块座凹槽13的两侧各设置有两个顶丝孔12，通过两侧的顶丝把撞块座11固定在主体1上的撞块座凹槽13内；连杆9的前端与撞块3的后端固定连接，连杆 9的后端与挂钩8的根部固定连接，撞块3通过撞块压簧10压持在撞块座11内，撞块3的前端在撞块压簧10的作用下凸出于主体1的圆柱型腔内表面；在上盖 2的端部设置有勾头，当上盖2打开时上盖2的勾头勾在挂钩8上，当绝缘子的钢帽在撞块3前端触碰撞块3时，撞块3压缩撞块压簧10后退回到撞块座11 并带动挂钩8后移，挂钩8与上盖2的勾头脱勾，上盖2在顶杆5下端的顶杆压簧6的作用下向内翻转而闭合。

上盖2处于打开状态时相对主体1固定，此时撞块锁紧机构的撞块3突出于圆柱型腔内表面；当上盖2和主体1形成的圆柱型腔卡持在绝缘子的钢帽上时，绝缘子的钢帽触碰并挤压撞块3，撞块锁紧机构解锁，上盖2在顶杆压簧6 的推动下闭合。

在机器人卡持绝缘子时，当绝缘子的钢帽接触到主体1的圆柱型腔内的撞块3后上盖2自动闭合；在上盖2和主体1的螺纹连接处设置有电机锁紧机构 15，如图3到图5所示，电机锁紧机构15固定设置在主体1上，所述电机锁紧机构15包括固定设置在主体1上的电机151、花键套筒152、螺旋压簧153和螺杆155，电机151的输出轴与花键套筒152的底端刚性连接，在花键套筒152 的筒底设置有螺旋压簧153，在花键套筒152的开口端圆柱内壁上设置有圆柱内花键，在螺杆155的后端设置有与花键套筒152内花键相配的外花键，螺杆155 的后端置于花键套筒152内并通过压盖154压持在螺旋压簧153上，螺杆155 可随电机151转动并可在轴向伸缩；在上盖2的端部设置有螺纹孔，在主体1 上相应的位置设置螺杆过孔，上盖2在主体1上闭合后，电机锁紧机构15的电机启动并正向旋转，带动螺杆转动，螺旋压簧153的弹性释放，螺杆155沿轴向向上移动，螺杆155的上端螺纹与上盖2上的螺纹孔相连接，使上盖2通过螺纹连接并压紧在主体1上；电机151再反向旋转转时，螺旋压簧153收紧变短，螺杆155沿轴向向上移动，螺杆155的上端与上盖2分离，上盖2的螺纹端部与主体1分离。

电机151与机器人控制器电连接，当上盖2闭合后，电机151旋动连接上盖2和主体1的螺杆，使绝缘子的钢帽压持在上盖2和主体1形成的圆柱型腔内；在所述电机151与机器人控制器连接电路中串联有限流开关，设定上盖2 在主体1上压紧时(即螺杆155在最大扭矩时)的电流值作为限流开关的阀值，当电机151的电流达到设定的阀值电流时，电机151停止运行，从而实现上盖2 的自动锁紧。

绝缘子更换装置包括前卡、后卡和两根液压收紧装置，两根液压收紧装置分别刚性连接在前卡的主体1和后卡的主体1两端构成绝缘子收紧装置，液压收紧装置的液压系统与机器人液压系统连接；前卡的主体1和后卡的主体1的一侧端部与机器人手臂通过拉杆螺栓固定连接。使用时，先打开上盖2，机器人手臂拖动绝缘子更换装置到需要更换的绝缘子串下方，把前卡和后卡卡持在需要更换的低值绝缘子两侧相邻的绝缘子钢帽上，撞块锁紧机构动作，上盖2闭合后电机锁紧机构15把上盖2锁紧，机器人启动液压收紧装置，收紧所夹持的绝缘子，使需要更换的绝缘子松弛，从而取出零值或者低值单片绝缘子，再把新的绝缘子装入。

Claims (4)

1.机器人用更换特高压和超高压线路耐张单片绝缘子卡具，其特征是：包括主体(1)和上盖(2)，上盖(2)的一端铰接在主体(1)上，另一端与主体(1)通过螺杆连接；在上盖(2)和主体(1)之间形成一个圆柱型腔，在圆柱型腔内设置一个与绝缘子钢帽相匹配的环形卡槽(14)；在上盖(2)和主体(1)之间设置有撞块锁紧机构，当绝缘子钢帽触碰到主体(1)的半圆柱型腔内的撞块(3)后上盖(2)自动闭合；在上盖(2)和主体(1)螺纹连接处设置有电机锁紧机构(15)，电机锁紧机构(15)的电机(151)与机器人控制器电连接，当上盖(2)闭合后，电机(151)旋动连接上盖(2)和主体(1)的螺杆，使绝缘子钢帽压持在上盖(2)和主体(1)形成的圆柱型腔内。

2.根据权利要求1所述的机器人用更换特高压和超高压线路耐张单片绝缘子卡具，其特征是：所述撞块锁紧机构设置在主体(1)与上盖(2)铰接处，包括依次置于撞块座(11)内的撞块(3)、撞块压簧(10)、连杆(9)和挂钩(8)组成的撞块机构以及顶杆(5)、顶杆压簧(6)组成的顶杆机构，顶杆(5)通过顶杆压簧(6)压持在主体(1)上端面形成顶杆机构，上盖(2)打开时上盖(2)的端部弹性压持在顶杆(5)的上端；撞块座(11)固定在主体(1)内的撞块座凹槽(13)内，连杆(9)的前端与撞块(3)的后端固定连接，连杆(9)的后端与挂钩(8)的根部固定连接，撞块(3)通过撞块压簧(10)压持在撞块座(11)内，撞块(3)的前端在撞块压簧(10)的作用下凸出于主体(1)的圆柱型腔内表面；在上盖(2)的端部设置有勾头，当上盖(2)打开时上盖(2)的勾头勾在挂钩(8)上，当绝缘子钢帽与撞块(3)前端触碰撞块(3)时，撞块压簧(10)退回撞块座(11)并带动挂钩(8)后移，挂钩(8)与勾头脱勾，上盖(2)在顶杆(5)上的弹簧力作用下向内翻转而闭合；上盖(2)处于打开状态时相对主体(1)固定，此时撞块锁紧机构的撞块(3)突出于圆柱型腔内表面。

3.根据权利要求1所述的机器人用更换特高压和超高压线路耐张单片绝缘子卡具，其特征是：所述电机锁紧机构(15)包括固定设置在主体(1)上的电机(151)、花键套筒(152)、螺旋压簧(153)和螺杆(155)，电机(151)的输出轴与花键套筒(152)的底端刚性连接，在花键套筒(152)的筒底设置有螺旋压簧(153)，在花键套筒(152)的开口端圆柱内壁上设置有圆柱内花键，在螺杆(155)的后端设置有与花键套筒(152)内花键相配的外花键，螺杆(155)的后端置于花键套筒(152)内并通过压盖(154)压持在螺旋压簧(153)上，螺杆(155)可随电机(151)转动并可在轴向伸缩；在上盖(2)的端部设置有螺纹孔，在主体(1)上相应的位置设置螺杆过孔；上盖(2)在主体(1)上闭合后，电机锁紧机构(15)的电机(151)启动带动螺杆(155)旋转，把上盖(2)锁紧在主体(1)上。

4.根据权利要求1所述的机器人用更换特高压和超高压线路耐张单片绝缘子卡具，其特征是：在所述电机(151)与机器人控制器连接电路中串联有限流开关。

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